数智赋能乡村振兴的国际经验及启示

○ 孙亚南 王胤

(南通大学经济与管理学院，江苏 南通 226019）

一、引言

“十四五”时期，“双循环”发展战略将使农业的“压舱石”地位进一步强化。我国农业正在经历从简单粗放式向规模化、标准化、机械化转变，正加快信息化、数字化、智能化步伐，也面临农村生态环境和要素制约问题愈加突出、农业综合成本不断抬升、外部环境不确定性增多等严峻挑战[1]。2022年中央一号文件《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》提出，要“拓展农业农村大数据应用场景，推进智慧农业发展，促进信息技术与农机农艺融合应用”。近年来，中央和地方政府对农业全产业链信息化建设、智慧化农业气象服务体系建设、农机装备智能化提升以及物联网、人工智能、区块链等信息技术在农业领域的多场景、集成化应用等做出了新指示。由此可见，数智农业一词可以更好地诠释新时代农业发展的新特点，体现农村产业振兴的新要求。

二、数智农业是新时代农业发展的必然选择

数智农业是以DT（Data Technology）技术为基础，将人工智能、物联网、机器人、云平台、基因编辑等信息技术应用于农业生产和管理决策全过程，以客户运营为核心，制定满足不同客户需求的个性化方案，是数字农业和智慧农业有机融合的高级全新农业生产经营方式。数智农业运用农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入与个性化服务五大先进生产技术，将现代信息技术和智能科技与土地等自然禀赋有机结合，赋予了农业生产要素全新的内涵和特征，这必将带来农业生产的巨大变革[2]。特别是面对如今复杂多变的国际形势和气候环境，数智竞争力将成为农业发展的核心竞争力，数智农业将成为新时代农业发展的必然选择。

（一）数智农业是保障粮食安全的必然选择

粮食安全是国家安全的重要基础。面对肆虐的新冠疫情、动荡的国际环境和复杂的气候变化，保障粮食安全、增强农业经济韧性尤为重要。发展数智农业，基于农业大数据，建立以农业数据分析为核心的农业现代化生产管理服务体系，实现不间断气候监测和实时信息反馈，为农业生产和决策提供信息和技术支持，提升农业防灾减灾能力，增强农业经济韧性，保障粮食安全。

（二）数智农业是巩固脱贫攻坚成果的必然选择

巩固脱贫攻坚成果，保证脱贫人口持续增收，要以产业帮扶为着力点，促进农业产业优化升级，从发展经济学理论来看，这是一脉相承的。数智农业是“从农田到餐桌”的农业全产业链的数智化。物联网、大数据及人工智能等技术的多场景和集成化应用，有利于重构农业产业链，促进农业产业结构升级，增加农业产业就业，促使农民就地就近就业创业；发展电子商务有利于增加农民经营性收入，进一步巩固脱贫攻坚成果，做好同乡村振兴的有效衔接。

（三）数智农业是实现乡村振兴的必然选择

2022年中央一号文件中指出，要“聚焦产业促进乡村发展，扎实稳妥推进乡村建设，突出实效改进乡村治理，接续全面推进乡村振兴”。首先，农业产业数智化升级，有利于推动农业全产业链数智化转型，促进乡村数智化发展；其次，信息技术基础配套设施以及农机技术应用等方面的数智化，有利于促进乡村数智化建设；最后，数智化管理手段使用，有利于培养数智化、现代化的管理思维，创新管理模式，提升管理实效，改进乡村治理。数智农业将成为乡村发展、乡村建设和乡村治理的有力支撑，是全面推进乡村振兴的必然选择。

三、我国农业数智化发展现状与问题

我国从2001年加入WTO 后开始进入深度参与经济全球化阶段，农业农村也进入快速发展与变革时期。20年来，农业增加值年均增长3.9%，农业经济对国民经济的贡献稳步增长；农民人均可支配收入年均增长7.8%，且工资性收入占比从32%提高到40.7%，转移性收入占比从3.7% 提高到21.4%[3]，农民收入结构发生深刻变化；农业机械化水平从2001年的32%提高到2020年的71%[3]，农业已进入全面机械化阶段。除此之外，我国在农村基础设施建设、农产品质量、农业资金扶持力度、农业技术创新等方面都取得了瞩目的成绩，农业数智化也得到一定发展，但相较于发达国家依然存在明显差距，具体表现如下：

（一）生产管理模式落后，技术对外依赖度高

一方面，我国农业以分散种植为主，与国外大规模种植相比，在平均产量、成本控制以及市场化等方面都有很大的提升空间；另一方面，技术对外依赖度高，特别是在种苗研发和智能种植等方面，存在核心技术“卡脖子”现象。我国的水稻种植机械化程度低、至今缺少适合的智能种植装备。

（二）农业数据覆盖面不广，数据共享机制不健全

一方面，农业数据采集覆盖面不足，采集标准不统一，收集数据不完整，缺乏权威性与准确性，导致后续数据分析结果不准确，数据应用价值不高；另一方面，数据资源共享机制不健全，政务信息系统互联互通不畅，缺乏全国统一的专业农业数据共享平台，各部门联动协作机制有待优化。“大数据+农业”只解决了部分农产品成品销售问题，在延伸农业产业链方面贡献度不够。

（三）资金投入主体单一，科研体系有待完善

一方面，现有资金投入方式主要以政府为主，其他经济组织部门对于农业资本投入的整体参与度不高，未能形成多元化投入机制[4]；另一方面，市场需求、技术研发与技术推广存在脱节现象，没有形成完整的市场调研、科技研发与技术推广体系，缺乏整体的战略性规划。

（四）农民整体素质偏低，高端复合人才缺失

一方面，我国农业从业人员整体文化水平偏低，应用数字化、智能化技术的能力不强，缺乏能够操作现代化生产设备的高素质农民；另一方面，应用型、复合型的农业技术人员稀缺，尤其缺乏高层次、高水平的农业技术型人才。国家统计局第三次农业普查结果显示，我国91.8%的农业生产经营人员仅有初中及以下学历。

四、数智赋能乡村振兴的国际经验

（一）较高的农业数智化应用水平

日本政府从2009年开始设立专门机构，研究推进人工智能与信息技术在农业领域的应用。随着第5 期《科学技术基本法》与“社会5.0”（超智能社会）概念的出台,日本的智能农业进一步发展，农业智能化水平进一步提高。日本应用搭载农业多光谱相机或测绘相机的农用无人机，实现了农作物的远程遥感监测，及时了解和分析农作物长势和病虫害情况，用数据支持农业生产经营决策。人工智能和物联网的应用主要集中在病虫害探测、土壤状况监测等智能识别领域，以及禽畜智能穿戴设备领域。智能机器人的应用集中在播种、耕作、喷药、采摘等领域。美国结合AI 高精尖技术、物联网等发展规模农业，应用智能化农机技术、“5S技术”等发展精细农业，“大农场”模式和“精耕细作”模式相结合，共同构成了美国智慧农业生产系统，实现了美国农场的提质增效。荷兰采用现代化的种植技术、先进的温室技术、科学的水肥管理、高效的农艺技术，运用高科技和大数据的力量，包括卫星识别、分子识别、DNA识别等，提高了农作物的高效优质。

（二）多元的数智农业参与主体

日本数智农业发展最大的助推力是包括政府、农协、学校、企业和科研机构等在内的丰富多元的参与主体。在日本的农业体系中，政府主要发挥政策资金支持和农业普及作用，农协主要发挥农业经营和技术指导作用，企业主要进行技术研发和应用推广。例如日本半导体公司Lapis Semiconductor研制出的土壤感测单晶片，是世界上首款实现每分钟监测土壤酸碱度、含水量和温度变化，并即时传输数据的多功能单晶片。除企业外，学校和科研机构也是数智农业的重要参与主体。富士通公司与九州大学合作建立了Smart House，利用物联网和人工智能，将图像处理技术与植物体测量评定技术相结合，实现了对农作物的精准监测和及时反馈，提高了农作物产量和质量，促进了农业数智化发展。在美国，易安信、谷歌、IBM、惠普、甲骨文、微软、Facebook、亚马逊等企业很早就通过自主研发或收购等方式布局大数据，快速推出与大数据相关的产品和服务，成为数智农业的重要参与者和推动者。在大数据的应用、分析及安全等领域还涌现出一批像天睿（Teradata）、盛庞卡（Splunk）等创新能力强的创业公司，促进了美国农业数字化、智能化发展。

（三）先进的农业大数据信息系统

首先，数据共享。2019年4月，日本正式上线全国性农业数据共享信息平台WAGRI系统。该系统具有三大核心功能[5]。WAGRI 采用云平台架构的运行方式,数据提供者将有关数据存储在WAGRI 云端,同时将数据以应用程序接口(API)形式开放给各类数据使用者。平台数据包括各部门、各企事业单位的涉农历史数据以及各类涉农数据等。其次，数据应用。美国建立了全国统一标准数据库，并开放数据信息，允许技术专家、数据可视化专家、研究人员等搜索、查阅和调用数据库中的公共数据，允许涉农企业利用公开发布的相关农业大数据进行研究分析，并应用于农业生产实践。最后，数据安全。美国制定了专门的农业数据共享法案，例如《2018年美国农业数据法案》《农业信息公开法案》等，在共享和应用数据的同时更加注重对农民隐私的保护。2020年，日本农林水产省（MAFF）在农田信息集中化管理及其有效利用的相关研究报告中强调，要广泛地研究和考虑如何匿名和隐藏信息等方面的问题，防止利用个人信息数据进行身份识别[6]。

（四）成熟的农业科研和推广体系

成熟的农业科研和技术推广体系是美国农业现代化的核心竞争力。美国农业科研体系由农业部、赠地大学和私人企业三方组成，研究工作由政府资助的公共研究机构和私人企业进行，研发投入以平均每年8%的速度增长。美国农业科技推广体系是由联邦农技推广局、州农业技术推广站、县推广办公室和农学院四个层面组成的立体结构[7]。其中，州推广站是美国农业科技推广体系的核心，各州推广站分布在全美，相互独立又相互联系，组成覆盖范围广泛的技术传送网络。荷兰农业的科技含量处于世界领先水平，这得益于荷兰独创的“三螺旋”模式：以农业合作社为主体，政府提供政策支持，科研机构和农业大学共同参与，各方协同，构成了支撑荷兰现代农业发展的金三角。其中，政府发挥政策和资金支持作用，高校发挥技术研究和人才培养作用，企业扮演实践者和推广者的角色，帮助农业生产经营者不断地把新技术和新应用实践到农业生产之中，促进科技创新的成果转化，提高农业生产效率。

（五）完善的农业人才培养体系

日本非常注重培养农业科技人才，建立了比较健全的农业教育培训体系。该体系主要分为四个层次：第一是农科类大学和综合性大学的农学部，承载着日本高等农业教育，培养高层次农业人才；第二是农业大学校，教授农业技术和经营管理方面的技能，一般拥有自己的附属农场,特别注重实践教学，学生直接从事农业劳动；第三是农业高中，重点讲授与农业相关的课程,进行基础农业知识教育；第四是农业枝术培训班，对农民直接进行培训，传授农业知识和技术，提高农民的科技素质，负责农村青年骨干的培养。通过不同档次的农业教育和培训培养不同层次的农业科学技术人才，为日本农业数字化、智能化发展提供源源不断的动力。荷兰特别注重农业高等教育，注重发挥高校办学的自主性，构建了荷兰政府调控、社会参与、学校自治协同的治理体系，积极推进农业教育与农业生产实践和经济社会对接，在人才培养结构、人才培养模式与内容、科研模式等方面都做到了产学结合、产研结合[8]。

五、国外数智赋能乡村振兴对我国的启示

（一）推进基础设施建设，提高农业科技水平

基础设施是数智农业发展的重要载体，农业科技是农业数智化转变的“发生器”，两者共同构成数智农业发展的重要推动力，因此，必须推进农业农村基础设施建设，提高农业科技化水平。第一，加快基础设施，特别是5G网络建设，促进农业与互联网深度融合。加强互联网在农业生产经营管理中的应用，加快建立农业直播、电子商务等互联网平台，缓解农业信息流通不畅等问题，从而扩大“5G+互联网”带动农业产业发展的乘数效应。第二，推进智能化机械工具的应用。例如，日本的多功能农用无人机、美国的激光拖拉机、禽畜智能穿戴设备等，我国可以通过“先引进再研究”的方法进行技术攻关，促进智能农机和智能设备的普及应用。第三，学习荷兰等国的先进经验，加大种苗研发和智能种植方面的“卡脖子”技术攻关。改进植物品种改良和选育技术，大力发展现代化温室技术和生产技术，包括植株管理技术、无土栽培技术、嫁接技术等，提高农业生产效率。

（二）政府牵头统筹规划，鼓励多元主体参与

发展数智农业需要在基础设施建设和技术研发等方面投入大量资源，因此需要政府发挥统筹和引导作用，协调各地区、各领域资源，鼓励高校、科研机构以及企业等多元的主体参与。首先，政府要强化政策支持，为数智农业提供制度保障。可借鉴日本，采用基本法与普通法相结合的方式，完善相关法律法规，同时配套相应的支持性政策，例如税收优惠、金融支持、科研用地优先等，吸引各方涉农主体积极参与数智农业。其次，加大政府财政支持，保障数智农业的资金投入，不断提高资金支出比重。可借鉴美国和日本，采用贷款贴息、财政支农专项资金、农业补贴、农业农村发展基金、价格支持等政策工具支持农业发展,并注重财政支持的系统化构建和多元化发展[9]。最后，政府要积极引导，鼓励多元主体参与数智农业实践。借鉴日本的做法，鼓励企业、科研机构等各方发挥自身技术优势，“跨界”参与农业技术研发，成为智能农业发展创新新主体。国家和省级层面要加大对涉农创新科技项目的支持力度，鼓励科研院所、科技企业等以专利、合作开发等形式从事农业科技研发与产业化相关工作。

（三）建立农业数据平台，促进共享保障安全

数智农业以海量大数据为基础，数据的收集、整合、共享和安全尤为重要。第一，建立覆盖全国的农业大数据信息共享平台。参考日本WAGRI系统，以数据共享、数据服务和数据应用为核心，整合政务、监管、监测等信息系统，建立覆盖全国的农业大数据共享平台，打破信息孤岛，实现跨部门、跨层级、跨地域的数据融合、资源共享。同时，设立专门的农业信息管理机构，一方面统一口径，进行涉农数据的收集整理，另一方面负责平台的日常维护和更新升级。第二，鼓励数据应用，提高数据利用率。以美国为借鉴，对涉农机构和个人，包括农民、企业技术人员、高校研究人员等，开放数据库，允许他们搜索、查阅和调用平台上的公开数据用于管理决策、技术研究等，提高信息资源利用效率。第三，加快建立保障农业大数据安全和共享的相关法律法规，为农业大数据安全共享和规范应用提供法律依据，确保政策落地见效。美国的《2018年美国农业数据法案》《农业信息公开法案》以及日本的IT 基本法都值得借鉴。

（四）完善农业科研体系，加快科技成果转化

科学技术是第一生产力，对农业发展具有重要的支撑作用。因此，要建立完善的农业科研体系，加快科技创新成果转化。第一，加大农业科研资金投入。一方面，建议针对单个领域设立专项资金，专项使用，让每一笔资金见实效；另一方面，加大技术推广资金投入，特别是对具备自主知识产权的、技术先进的或经济适用低成本的智能农业技术装备的推广应用，切实降低主体应用成本，提高智能农业设备使用率。第二，完善科研创新体系，加快科技成果转化和应用推广。以农业发展过程中的“卡脖子”技术为切入点，以市场需求为导向，以政府和大型科技公司为龙头，以科研机构和科技企业为主体，以现代农业科技示范园、示范基地等为载体，加大农业科研创新力度，加速现代农业技术推广扩散，形成“创新—转化—应用”为一体的农业科研体系。参考日本“智能农业”实证试验的做法，在农业信息化水平相对较高的地区设立数智农业试验区，发挥试验区“先学先行、先行先试”的优势，吸引各类主体参与农业科技研发与创新应用，形成成熟的发展范式和发展经验，再向其他地区推广。

（五）培养高端农业人才，提升农民整体素质

人才是数智农业发展的源动力。在农业人才培养方面可参考日本，建立覆盖各层次、各领域的农业科技人才培养体系。一是制定数智农业人才高校培养计划，重点培养农业与信息技术等多学科交叉的复合型人才。鼓励大专院校特别是农业院校开设农业物联网、农业电商、农业大数据等专业和相关课程。以农业产业化龙头企业为带头人，联合高等院校、科研院与试验基地等，建立专家委员会及专家人才库，采取多途径培养数智农业人才。二是创新农民培养方式，培养符合数智农业发展要求的“新农人”。面对目前从事农业生产的农民多数年龄偏大、受教育程度相对较低等特点，设计合理的培训方式和培训内容，提高农业从业者的科技素养和操作智能化设备的能力。例如，深入田间地头进行数智化知识普及，实地示范智能化设备操作；成立村级数智农业指导中心，根据不同地区的实际情况，有针对性地进行培训。同时，鼓励中青年到农村的广阔天地中就业创业，带动农业农村的数智化、现代化发展。

六、小结

数智化技术的新应用将加速对传统农业各领域各环节的全方位、全角度、全链条的数智化改造，提高农业全要素生产率，减少碳排放，增强农业经济韧性，释放数智化对农村经济社会发展的放大、叠加、倍增作用，为农村经济社会高质量发展增添新动能。数智农业将成为乡村振兴的有效引擎和持续动力。我国数智农业尚处于探索发展阶段，在理论研究和技术应用等方面尚未完善。本文总结发达国家数智农业的成功实践，并结合我国农业农村发展实际，探索数智赋能乡村振兴的现实路径，助力实现农业农村现代化。